Trong ngành hàng không, động cơ được ví như “trái tim” của máy bay, và vòng bi là một trong những bộ phận quan trọng nhất quyết định hiệu suất của nó. Những năm gần đây, Trung Quốc đã đạt được bước tiến vượt bậc trong công nghệ vòng bi động cơ hàng không: có thể đạt tốc độ 18.000 vòng/phút và tuổi thọ hơn 50.000 giờ. Đây không chỉ là con số ấn tượng mà còn minh chứng rõ nét cho sức mạnh công nghệ của Trung Quốc.
Nội dung bài viết
Vòng bi động cơ máy bay và những yêu cầu khắt khe
Vòng bi đóng vai trò quan trọng trong động cơ máy bay, là bộ phận hỗ trợ rôto quay với tốc độ cao để đẩy máy bay di chuyển. Cấu tạo của nó bao gồm vòng trong, vòng ngoài, lồng giữ và các bộ phận lăn. Dù trông đơn giản, yêu cầu kỹ thuật lại cực kỳ khắt khe.
Dung sai kích thước phải được kiểm soát trong phạm vi 0,005 mm, thậm chí với động cơ tốc độ cao quân sự, độ chính xác phải đạt dưới 0,1 micron – nhỏ hơn hàng trăm lần so với sợi tóc người.
Ngoài ra, vòng bi còn phải chịu được nhiệt độ lên tới hàng nghìn độ và tốc độ quay cực cao. Nếu không đủ độ bền, chúng có thể hỏng chỉ sau vài phút hoạt động. Vì vậy, vật liệu và quy trình sản xuất phải đạt tiêu chuẩn cao nhất.
Đột phá công nghệ từ vật liệu và quy trình sản xuất
Trước đây, Trung Quốc phải nhập khẩu vòng bi hiệu suất cao từ châu Âu, Mỹ hoặc Nhật Bản. Nhưng đến năm 2022, các nhà nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc đã phát triển thành công công nghệ vòng bi gốm lai, kéo dài tuổi thọ lên 50.000 giờ.
Bí quyết nằm ở vật liệu: vòng trong và vòng ngoài bằng thép kết hợp với viên bi gốm silicon nitride. Gốm silicon nitride nhẹ, ít ma sát và chịu nhiệt tốt, trong khi vành thép đảm bảo độ bền. Nhờ đó, vòng bi hoạt động ổn định ở tốc độ cao và nhiệt độ cực đại.
Quy trình sản xuất cũng đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối:
- Thiêu kết nhiệt độ cao để tạo hình viên bi gốm.
- Mài và đánh bóng bằng laser để đạt độ nhẵn bề mặt ở mức micron.
- Kiểm soát dung sai trong phạm vi 0,1 micron.
Ứng dụng thực tế: Từ J-20 đến C919
Vòng bi “made in China” đã chứng minh hiệu quả trong cả lĩnh vực quân sự và dân sự:
- Động cơ WS-15 trên tiêm kích J-20 sử dụng vòng bi nội địa, giúp giảm phụ thuộc vào nhập khẩu.
- Động cơ CJ-1000 của máy bay C919 cũng được trang bị vòng bi sản xuất trong nước, giúp giảm chi phí bảo trì.
So với vòng bi Mỹ (tuổi thọ ~20.000 giờ) hay Nhật Bản (~30.000 giờ), thành tựu 50.000 giờ của Trung Quốc là một bước nhảy vọt.
Tương lai của công nghệ vòng bi hàng không: Dù đạt được nhiều thành tựu, Trung Quốc vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để bắt kịp các công nghệ hàng đầu thế giới như GE9X của Mỹ. Hướng phát triển tiếp theo có thể là:
- Vật liệu gốm silicon carbide hoặc vòng bi toàn gốm.
- Ứng dụng công nghệ nano và sản xuất thông minh.
Vòng bi tuy nhỏ nhưng là minh chứng cho sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc – từ phụ thuộc vào nhập khẩu đến làm chủ công nghệ cao.
Đọc chi tiết tại đây: https://www.sohu.com/a/885164644_12…c.content-abroad.fd-d.22.1744863991345uLYaqbn
Be the first to comment